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Sc 21

Scandium (Sc)

transition-metal
Periodo: 4 Grupo: 3 Bloque: d

Solid

Peso atómico estándar

44,955908 u

Configuración electrónica

[Ar] 4s2 3d1

Punto de fusión

1540,85 °C

Punto de ebullición

2835,85 °C

Densidad

2990 kg/m³

Estados de oxidación

0, +1, +2, +3

Electronegatividad (Pauling)

1,36

Energía de ionización (1.ª)

6,56149 eV

Año de descubrimiento

1879

Radio atómico

160 pm

Detalles

Origen del nombre Latin: Scandia, Scandinavia.
País de descubrimiento Sweden
Descubridores Lars Nilson

Scandium is a light transition metal with chemistry dominated by the +3 oxidation state. It is chemically similar to yttrium and the lanthanides, but its small ionic radius gives some distinct coordination behavior. The element is widely dispersed in minerals and rarely occurs in rich, easily worked ores. Its technological importance is concentrated in specialty aluminum alloys, high-intensity lighting, and research materials rather than large-volume metal use.

Scandium is a silver-white metal which develops a slightly yellowish or pinkish cast upon exposure to air. A relatively soft element, scandium resembles yttrium and the rare-earth metals more than it resembles aluminum or titanium.

It is a very light metal and has a much higher melting point than aluminum, making it of interest to designers of spacecraft. Scandium is not attacked by a 1:1 mixture of HNO3 and 48% HF.

Chemically it is one of the alkaline earth elements; it readily forms a white coating of nitride in air, reacts with water, burns with a yellow-red flame.

The name derives from the Latin scandia for Scandinavia, where the mineral was found. It was discovered by the Swedish chemist Lars-Fredrik Nilson in 1879 in an ytterbium sample. In the same year, the Swedish chemist Per Theodore Cleve proved that scandium was Mendeleev's predicted "eka-boron".

Scandium was discovered by Lars Fredrik Nilson, a Swedish chemist, in 1879 while attempting to produce a sample of pure ytterbia from 10 kilograms of the mineral euxenite ((Y, Ca, Er, La, Ce, U, Th)(Nb, Ta, Ti)2O6). Scandium can be obtained from the minerals thortveitite ((Sc, Y)2Si2O7), bazzite (Be3(Sc, Al)2Si6O18) and wiikite, but is usually obtained as a byproduct of refining uranium. Metallic scandium was first produced in 1937 and the first pound (0.45 kilograms) of pure scandium was produced in 1960. Scandium is a soft, light metal that might have applications in the aerospace industry. With a cost of $270 per gram ($122,500 per pound), scandium is too expensive for widespread use.

From the Latin word Scandia, Scandinavia. On the basis of the Periodic System, Mendeleev predicted the existence of ekaboron, which would have an atomic weight between 40 of calcium and 48 of titanium. The element was discovered by Nilson in 1878 in the minerals euxenite and gadolinite, which had not yet been found anywhere except in Scandinavia. By processing 10 kg of euxenite and other residues of rare-earth minerals, Nilson was able to prepare about 2g of highly pure scandium oxide. Later scientists pointed out that Nilson's scandium was identical with Mendeleev's ekaboron.

Imágenes

Propiedades

Químicas

Electronegatividad (Pauling)
1,36 Comparar Electronegatividad (Pauling) de todos los elementos →
Electronegatividad (Allen)
1,19
Afinidad electrónica
0,188 eV
Energía de ionización (1.ª)
6,56149 eV Comparar Energía de ionización (1.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (2.ª)
12,799814 eV Comparar Energía de ionización (2.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (3.ª)
24,756924 eV Comparar Energía de ionización (3.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (4.ª)
73,489653 eV Comparar Energía de ionización (4.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (5.ª)
91,950317 eV Comparar Energía de ionización (5.ª) de todos los elementos →
Estados de oxidación
0, +1, +2, +3 Comparar Estados de oxidación de todos los elementos →
Electrones de valencia
3 Comparar Electrones de valencia de todos los elementos →
Configuración electrónica
[Ar] 4s2 3d1

Termodinámicas

Calor de fusión
0,16582889 eV Comparar Calor de fusión de todos los elementos →
Calor de vaporización
3,256465 eV Comparar Calor de vaporización de todos los elementos →
Calor de sublimación
3,923926 eV
Calor de atomización
3,923926 eV
Entalpía de atomización
3,915635 eV

Nucleares

Protones
21 Comparar Protones de todos los elementos →
Neutrones
24 Comparar Neutrones de todos los elementos →
Isótopos conocidos
29 Comparar Isótopos conocidos de todos los elementos →
Isótopos estables
1 Comparar Isótopos estables de todos los elementos →
Isótopo más estable
Sc-45
Año de descubrimiento
1879

Abundancia

Abundancia (corteza terrestre)
22 mg/kg Comparar Abundancia (corteza terrestre) de todos los elementos →
Abundancia (océano)
6 × 10−7 mg/L Comparar Abundancia (océano) de todos los elementos →

Estructura cristalina

Constante de red a
331 pm

Estructura electrónica

Electrones por capa
2, 8, 9, 2 Comparar Electrones por capa de todos los elementos →

Identificadores

Número CAS
7440-20-2 Comparar Número CAS de todos los elementos →
Símbolo del término
2D3/2
InChI
InChI=1S/Sc
Clave InChI
SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N

Configuración electrónica Medido

Carga del ion
Protones 21
Electrones 21
Carga Neutro
Configuración Sc: 3d¹ 4s²
Configuración electrónica
Medido
[Ar] 3d¹ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s²
Diagrama de orbitales
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
1/10 1↑
Total de electrones: 21 Desapareados: 1 ?

Modelo atómico

Protones 21
Neutrones 24
Electrones 21
Número másico 45
Estabilidad Estable

Los isótopos cambian el número de neutrones, la masa y la estabilidad, pero no la configuración electrónica de un átomo neutro.

Modelo atómico esquemático, no a escala.

Huella atómica

Espectro de emisión / absorción

25 / 50 (50 50 con intensidad)
Medido
Emisión Visible: 380–750 nm

Distribución isotópica

Elemento monoisotópico
Único isótopo presente en la naturaleza: 45 — 100,0000%
45100,0000%Número másicoAbundancia natural (%)
Número másicoMasa atómica (u)Abundancia naturalPeriodo de semidesintegración
45 Estable44,95590828 ± 0,00000077100,0000%Estable
Medido

Fase / Estado

1 atm / 101,325 kPa
Sólido 25 °C (298,15 K)

Motivo: 1515,8 °C por debajo del punto de fusión (1540,85 °C)

Punto de fusión 1540,85 °C
Punto de ebullición 2835,85 °C
Por debajo del punto de fusión en 1515,8 °C
0 K Temperatura actual: 25 °C 6000 K
Secuencia de fases

Esquemático, no a escala

Sólido
Líquido
Gas
Fusión
Ebullición
25°C
Sólido
Líquido
Gas
Actual

Puntos de transición de fase

Punto de fusión Bibliografía
1540,85 °C
Punto de ebullición Bibliografía
2835,85 °C
Fase actual Calculado
Sólido

Energías de transición

Calor de fusión Bibliografía
0,16582889 eV

Energía necesaria para fundir 1 mol en el punto de fusión

Calor de vaporización Bibliografía
3,256465 eV

Energía necesaria para vaporizar 1 mol en el punto de ebullición

Calor de sublimación Bibliografía
3,923926 eV

Energía necesaria para sublimar 1 mol en el punto de sublimación

Densidad

Densidad de referencia Bibliografía
2990 kg/m³

En condiciones estándar

Densidad actual Calculado
2990 kg/m³

En condiciones estándar

Espectros atómicos

Se muestran 10 de 21. Ordenado por carga del ion (ascendente).

Líneas disponibles ?

IonCargaTotal de líneasProbabilidades de transiciónDesignaciones de los niveles
Sc I 021982601682
Sc II +1829139829
Sc III +213397133
Sc IV +34084408
Sc V +445616456
Sc VI +5791275
Sc VII +6703770
Sc VIII +7754875
Sc IX +8422242
Sc X +9992999
Líneas disponibles en el NIST →

Niveles disponibles ?

IonCargaNiveles
Sc I 0478
Sc II +1169
Sc III +244
Sc IV +3129
Sc V +4119
Sc VI +540
Sc VII +635
Sc VIII +727
Sc IX +827
Sc X +968
Niveles disponibles en el NIST →
21 Sc 44.955908

Scandium — Visualizador de orbitales atómicos

[Ar]4s23d1
Niveles de energía 2 8 9 2
Estados de oxidación 0, +1, +2, +3
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Scandium — Vista previa del visualizador de orbitales atómicos
Three.js solo se carga cuando se solicita
21 Sc 44.955908

Scandium — Visualizador de estructuras cristalinas

Hexagonal primitiva · Pearson hP2
Experimental
Pearson hP2
N.º de coord. 12
Empaquetamiento 75.056%
Scandium — Vista previa del visualizador de estructuras cristalinas
Three.js solo se carga cuando se solicita

Radios iónicos

CargaCoordinaciónEspínRadio
+36N/D74.5 pm
+38N/D87 pm

Compuestos

Sc
44,956 u
Sc
45,955 u
Sc
46,952 u
Sc
43,959 u
Sc
48,950 u
Sc
42,961 u
Sc
47,952 u
Sc+3
44,956 u
Sc
44,956 u

Isótopos (1)

Número másicoMasa atómica (u)Abundancia naturalPeriodo de semidesintegraciónModo de desintegración
45 Estable44,95590828 ± 0,00000077100,0000%Estable
stable
45 Estable
Masa atómica (u) 44,95590828 ± 0,00000077
Abundancia natural 100,0000%
Periodo de semidesintegración Estable
Modo de desintegración
stable

Líneas espectrales

Se muestran 50 de 946. De forma predeterminada, solo se muestran las líneas espectrales con intensidad medida.

Longitud de onda (nm)IntensidadEstado de ionizaciónTipoTransiciónExactitudFuente
683.5026 nm640Sc Iemission3d2.(3P).4s 2P → 3d2.(3P).4p 2S*MedidaNIST
681.9491 nm485Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).5s 2DMedidaNIST
673.7872 nm465Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2GMedidaNIST
673.945 nm360Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2GMedidaNIST
681.7117 nm345Sc Iemission3d2.(3P).4s 2P → 3d2.(3P).4p 2S*MedidaNIST
682.9509 nm335Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).5s 2DMedidaNIST
406.8661 nm100Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.4f 2F*MedidaNIST
744.9141 nm90Sc IIIemission3p6.5s 2S → 3p6.5p 2P*MedidaNIST
406.121 nm80Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.4f 2F*MedidaNIST
625.6013 nm80Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.5p 2P*MedidaNIST
503.2072 nm60Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.5d 2DMedidaNIST
630.7603 nm60Sc IIIemission3p6.4d 2D → 3p6.5p 2P*MedidaNIST
499.2886 nm50Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.5d 2DMedidaNIST
652.5571 nm40Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2DMedidaNIST
671.4599 nm40Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 4DMedidaNIST
655.7842 nm35Sc Iemission3d.4s.(1D).4p 2F* → 3d3 2D2MedidaNIST
688.5119 nm27Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GMedidaNIST
716.9083 nm27Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2FMedidaNIST
688.1012 nm26Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GMedidaNIST
662.0207 nm21Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d3 2FMedidaNIST
713.8107 nm19Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2D* → 3d.4s.(3D).4d 2FMedidaNIST
467.0407 nm18Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1F*MedidaNIST
673.0754 nm18Sc Iemission3d2.(3F).4p 4D* → 4PMedidaNIST
687.7343 nm18Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GMedidaNIST
431.4083 nm17Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MedidaNIST
503.1021 nm17Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1P*MedidaNIST
680.4611 nm17Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4DMedidaNIST
437.4457 nm16Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3F*MedidaNIST
523.9813 nm16Sc IIemission3p6.4s2 1S → 3p6.3d.4p 1P*MedidaNIST
552.679 nm16Sc IIemission3p6.3d2 1G → 3p6.3d.4p 1F*MedidaNIST
430.5714 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MedidaNIST
432.0732 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MedidaNIST
478.0863 nm15Sc IIIemission3p6.5p 2P* → 3p6.6s 2SMedidaNIST
565.7896 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*MedidaNIST
624.5637 nm15Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3D*MedidaNIST
577.1538 nm14Sc IVemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5s 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2]MedidaNIST
637.0486 nm14Sc IIemission3p6.3d.4d 1F → 3p6.3d.4f 1G*MedidaNIST
660.4601 nm14Sc IIemission3p6.3d2 1D → 3p6.3d.4p 1D*MedidaNIST
680.3677 nm14Sc Iemission3d.4s.(3D).4p 2F* → 3d.4s.(3D).4d 2GMedidaNIST
725.7589 nm14Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d.(2D).4p2.(3P) 4FMedidaNIST
401.4484 nm13Sc IIemission3p6.3d.4s 1D → 3p6.3d.4p 3F*MedidaNIST
429.4767 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MedidaNIST
432.4996 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3D*MedidaNIST
564.1001 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*MedidaNIST
565.8361 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*MedidaNIST
566.9042 nm13Sc IIemission3p6.3d2 3P → 3p6.3d.4p 3P*MedidaNIST
687.4193 nm13Sc Iemission3d2.(3F).4p 4F* → 3d2.(3F).4d 4GMedidaNIST
385.9595 nm12Sc IIemission3p6.3d.4p 1F* → 3p6.3d.5s 1DMedidaNIST
424.6822 nm12Sc IIemission3p6.3d.4s 1D → 3p6.3d.4p 1D*MedidaNIST
435.4598 nm12Sc IIemission3p6.3d2 3F → 3p6.3d.4p 3F*MedidaNIST

Propiedades ampliadas

Radios covalentes (ampliados)

Radio covalente (Pyykkö)
148 pm
Radio covalente (Pyykkö, enlace doble)
116 pm
Radio covalente (Pyykkö, enlace triple)
114 pm

Radios de van der Waals

Batsanov
230 pm
Alvarez
258 pm
UFF
329,5 pm
MM3
261 pm

Radios atómicos y metálicos

Radio atómico (Rahm)
263 pm
Radio metálico (C12)
162 pm

Escalas de numeración

Mendeleev
11
Pettifor
20
Glawe
48

Escalas de electronegatividad

Ghosh
0
Miedema
3
Gunnarsson–Lundqvist
4
Robles–Bartolotti
3

Polarizabilidad y dispersión

Polarizabilidad dipolar
97 a.u.
Polarizabilidad dipolar (incert.)
10 a.u.
C₆
1383 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
1570 Ha·Bohr6

Afinidad química

Afinidad protónica
914 kJ/mol
Basicidad en fase gaseosa
892 kJ/mol

Parámetros de Miedema

Volumen molar de Miedema
15,03 cm3/mol
Densidad electrónica de Miedema
2

Riesgo de suministro y economía

Concentración de la producción
97
Riesgo relativo de suministro
10
Distribución de las reservas
50
Estabilidad política (principal productor)
24
Estabilidad política (país con mayores reservas)
24

Transiciones de fase y alótropos

Punto de fusión1814,15 K
Punto de ebullición3109,15 K

Categorías de estados de oxidación

+3 main
+1 extended
+2 extended
0 extended

Datos de referencia avanzados

Constantes de apantallamiento (7)
nOrbitalσ
1s0,5434
2p3,9454
2s6,4264
3d13,8801
3p11,5938
3s10,6602
4s16,3676
Detalle de los radios cristalinos (2)
CargaCNEspínrcrystal (pm)Origen
3VI88,5from r^3 vs V plots,
3VIII101from r^3 vs V plots,
Modos de desintegración de los isótopos (52)
IsótopoModoIntensidad
35p—
36p—
37p—
38p—
39p100%
40B+100%
40B+p0,4%
40B+A0%
41B+100%
42B+100%
Factores de dispersión de rayos X (598)
Energía (eV)f₁f₂
10—1,06978
10,1617—1,07987
10,3261—1,09005
10,4931—1,10033
10,6628—1,11071
10,8353—1,12118
11,0105—1,13176
11,1886—1,14243
11,3696—1,15321
11,5535—1,16408

Datos adicionales

Sources

Sources of this element.

Scandium is apparently much more abundant (the 23rd most) in the sun and certain stars than on earth (the 50th most abundant). It is widely distributed on earth, occurring in very minute quantities in over 800 mineral species. The blue color of beryl (aquamarine variety) is said to be due to scandium. It occurs as a principal component in the rare mineral thortveitite, found in Scandinavia and Malagasy. It is also found in the residues remaining after the extraction of tungsten from Zinnwald wolframite, and in wiikite and bazzite.

Most scandium is presently being recovered from thortveitite or is extracted as a by-product from uranium mill tailings. Metallic scandium was first prepared in 1937 by Fischer, Brunger, and Grienelaus who electrolyzed a eutectic melt of potassium, lithium, and scandium chlorides at 700 to 800°C. Tungsten wire and a pool of molten zinc served as the electrodes in a graphite crucible. Pure scandium is now produced by reducing scandium fluoride with calcium metal.

The production of the first pound of 99% pure scandium metal was announced in 1960.

Referencias (1)

Referencias

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Sc

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Scandium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Nota sobre la licencia: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Scandium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Nota sobre la licencia: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Scandium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Scandium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Scandium

This section provides all form of data related to element Scandium.

9 PubChem Elements
Scandium

The element property data was retrieved from publications.

Última actualización:

Datos verificados:

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